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第6章 宝石加工常用的工艺耗材
第1节 磨 料
磨料指可用于是研磨或抛光的材料，它们是一些具有棱角和一定硬度及韧性的粉状物质，可直接研磨工件和制成磨具用。
6.1.1 磨料的基本特性
（1）硬度较高，一般不应低于被加工材料的硬度。 （2）韧性较好，不能因有研磨压力而易变形和被磨损。
（3）自锐性较好，即当受研磨压力而碎裂时，破碎后的各部分仍保持尖锐的多棱角状。
自锐性示意图
（4）熔点或软化点较高，在研磨发热作用下，磨料尖角不易熔化或变软。 （5）化学稳定性较好，不与被加工的材料起反应。 （6）形状和粒度较均匀，每号磨料粒度在一定围。
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6.1.2 磨料粒度的分类及适用围
1、磨料的粒度等级
磨料粒度表示法：粒度号“＃”、“w” 粒径尺寸“μm”
磨料粒度分类：磨粒 2000～40 μm (17种) 微粉 40～0.5 μm (12种)
（1）磨粒分级： 12#、14#、16#、20#、24#、30#、36#、 46#、60#、70#、80#、100#、120#、 150#、180#、240 # 、280# 磨粒的粒度号用筛号表示，例如:
12# 表示12#筛以下～14#筛以上的颗粒级
（2）微粉分级：W40 W28 W20 W14 W10 W7 W5 W3.5 W2.5 W1.5 W1.0 W0.5 微粉的粒度号以微米值表示，例如：
W40
表示粒径40～28 μm级（上限）
磨料的粒度号与粒径尺寸的对应关系见下表：
粒度号 粒径（μm） 粒度号 粒径（μm） 粒度号 粒径（μm） 12# 2000-1600 80# 200-160 W14 14-7 . . .z
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. 14# 16# 20# 24# 30# 36# 46# 60# 70# 1600-1250 100# 1250-1000 120# 1000-800 800-630 630-500 500-400 400-315 315-250 250-200 150# 180# 240# 280# W40 W28 W20 160-125 125-100 100-80 80-63 63-50 50-40 40-28 28-20 20-14 W10 W7 W5 W3.5 W2.5 W1.5 W1.0 W0.5 10-5 7-3.5 7-3.5 3.5-1.5 2.5-1.0 1.5-0.5 ＜1 ＜0.5 2、不同磨料粒度的适用围
在宝石加工中，不同粒度磨料的适用围如下表：
粒度号 46#-80# 100#-120# 150#-1803 240#-W40 W28-W14 W10-W0.5
适 用 围 大料切割，毛坯倒棱 小料切割，毛坯倒棱，预形 成型粗磨，预形，穿孔，小石切磨及修整 成型细磨，穿孔 成型精磨，粗抛光 细抛光，精抛光 6.1.3 磨料的种类和性能
磨料主要是一些具有一定硬度和韧性的粒状或粉状的矿物质材料。按成因可分为天然磨料和人造磨料两大类。
天然磨料：金刚石、刚玉、石榴石、石英，等等。 人造磨料：金刚石系、碳化物系、刚玉系，等三大系列。 1、金刚石
? 包括天然和人造金刚石。
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? Hm=10，Hv=10000kg/mm2。
? 有一定韧性，但脆性相对较大，因易沿八面体完全解理方向破裂，
自锐性较高。因而，耐磨性强，磨削性能好。 ? 耐热性良好，在无氧化条件下加热1000℃无变化。 ? 化学性质稳定，与酸碱物质不起反应。
2、碳化硅（SiC）
? 以石英、石油焦碳为主要原料在
1800℃以上高温下炼成的结晶化合
物，是一种常用人造成磨料。
? 黑碳化硅Hv=3100～3280kg/mm2,性脆，自锐性好； ? 绿碳化硅Hv=3200～3400kg/mm2,性脆，自锐性好。
? 但绿碳化硅含杂质少，硬度和脆性比黑碳化硅高，自锐性更好，磨削能力更强。
具良好导热性、耐高温和不受腐蚀等特性。
? 常用来制造砂轮、砂带、砂布等磨具，或供自由研磨用。
3、碳化硼（B4C）
? 人造成磨料的一种，由硼酸与碳在电炉中
2000 ℃以上的高温下合
成。
? 暗灰至黑色，硬度很高，耐磨性好，Hv=4000～5000kg/mm2 ? 属高级磨料，常代替金刚石用作研磨和抛光中、高档宝石。
4、刚玉（Al2O3）
? 包括天然和多种人造成刚玉（棕 刚玉、微晶刚玉、单晶刚玉、白刚
玉、锆刚玉等）。
? 硬度高，Hm=9，Hv=1800～2400kg/mm2，韧性较大，切削力强，但自锐性相对较低。
? 适于磨削韧性较大的翡翠、软玉、虎睛石等材料，而对其它宝石材料的磨削能力不如金刚石、碳化硅和碳化硼。
6.1.4 抛光剂的种类和性能
抛光剂是磨料中的一些可用于抛光的微粉状特殊材料。宝石加工常用的抛光剂有：
1、钻石粉（C）
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? 将天然或人造的工业级金刚石压碎成粉未，经分级，即可制成不同
型号的钻石粉，呈灰白色，极精细（W10以下）的可用作抛光剂。 ? 用法：干钻石粉与缝纫机油调成糊状；钻粉研磨膏可加适量缝纫机油稀释。
? 可用于抛光任何宝石，效果好，但成本高，一般仅用于抛光硬度＞7的宝石。
2、氧化铝（Al2O3）
? 铝氧化粉：纯度低，抛光性能差，但价格低廉，适合大量用于珠型
和随型 宝石的抛光。
? 铝钒土：纯度较低，抛光性能较差，价格低廉，用途同铝氧化粉。 ? 红宝粉：人造刚玉粉，红色，抛光性能好，主要用于刻面型和部分弧面型宝石的抛光。
? 蓝宝粉：人造刚玉粉，多呈白色，性能和用途与红宝粉一样。
3、氧化铈（Ce2O3）
? 呈微黄粉红色，粉状。
? 易溶于浓硫酸或浓硝酸，不溶于稀酸和水。
? 适用于抛光脆性的中硬度宝石，如水晶、橄榄石、锆石、绿柱石、
电气石等，效果可达极佳。
4、氧化锡（SnO2）
? 呈白色粉未状。
? 可用于各种中硬宝石的抛光，但效果一般。
5、氧化锆 （ZrO2）
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磨料粒度的分类及适用范围
